智能变电站二次系统优化设计及研究王小帅

智能变电站二次系统优化设计及研究王小帅

(中机国能浙江工程有限公司宁波分公司浙江宁波315043)

摘要:我国于2009年正式提出智能电网战略。变电站在电网运行中发挥着重要作用,变电站的存在可以将整个电力系统紧密联系在一起,处于一个神经系统的枢纽地带。其中电气二次系统是否可以实现安全运行对于变电站来说有着重要影响,因此,相关部门必须要加大重视,加强对变电站二次系统的研究力度,从根本上保证整个电网运行的安全性和稳定性。

关键词:智能变电站;二次系统;优化设计

1变电站电气二次系统概述

变电站电气二次系统极具复杂性,其中涉及到变电站内各种电气设备的控制和调节工作,总的来说,变电站电气二次系统主要可以分为以下几个部分:(1)继电保护和安全自动装置。继电保护和安全自动装置在电气二次系统中占据重要位置,主要的作用是为变电站的稳定运行提供有力支持,一旦在运行过程中出现任何问题都会在第一时间给出警报。(2)控制回路。变电站二次控制回路主要的作用是控制管理变电站内各种设备,例如控制设备开关合闸等,在遇到突发故障的时候继电保护装置会发出跳闸信号,随即通过控制回路执行此命令。(3)信号回路。信号回路的运行直接关系着变电站电气二次设备的运行,为一次设备工作状态的采集、网络的传递以及信号的输送等提供了支持,这样工作人员就可以以此为根据实施维护工作。(4)调节回路。上文提到控制回路的作用是控制设备的开关合闸,调节回路的作用是用来调整设备的工作参数,使其符合实际运行需要。

2二次系统关键技术

2.1GOOSE通信传输技术

智能变电站之所以智能,是因为变电站的各个设备之间实现了协同工作,且自动化功能运用的地方逐渐增多。这些功能得以实现智能化的重要基础在于电子设备之间的通信功能具有稳定的可靠性和实时性。通信传输技术的实时性主要得益于面向通用对象的变电站事件(GOOSE),它提供了一个可靠的系统范围,并能在这个范围内快速传输输入、输出数据值。为了保证信息的实时性,GOOSE采取了多播或广播的高效方式向多个电子设备传输同一通用变电站事件信息,更为智能的是,GOOSE还包含信息优先输入和超时重播模式。在智能变电站中,GOOSE通信传输技术主要适用于间隔层设备间,不仅用于传输状态变化信息以及设备间的通信,还可用于其他智能业务。GOOSE通信技术的运用可以说是智能变电站的重要特色之一,它实现了二次系统的便捷性、灵活性,减少了各个装置及控制屏间的硬连接线。

2.2通信同步时钟技术

智能变电站中采用电子传感器传输信息,这种方式给变电站自动化系统带来了革命性的变化,它的运用大大减少了二次电缆的铺设,使数字化信息传输更快更广,实现了单点发送、多点共享的模式。电子传感器的应用也带来了另外一个问题,即同步采样。众所周知,设备故障判断及系统稳定分析都依赖于同步采样,数字化信息采集是数字化系统信息处理的前提,因此,完善智能变电站的建设首先应该解决时钟同步问题。

2.3二次设备状态监视技术

二次系统功能的完善是智能变电站建设的关键,各个设备之间通过GOOSE通信传输技术实现了信息交换,而电子传感器的应用也减少了常规电缆的铺设,软压板功能取代了硬压板功能,二次系统运行完全处于抽象虚拟状态,这在推动变电站实现智能化的同时,也给运行维护和调试带来了一定的难度,因此对二次设备进行可视化监视非常必要。目前有些变电站在建设中便采用了以图形或表格的形式对二次设备状态进行监视的技术,主要是对通信链路、数据有效性和压板状态等方面在后台进行统一的监视展示,从展示的动态效果中可以随时观察线路保护与相关设备的二次回路和连接,也可以看到压板状态和设备检修状态。这种监视技术的运用就像是开展了一次全面的排查,可以提高变电站的调试效率,也可以准确定位设备故障,应用起来非常方便和便捷。

3变电站二次系统的设计问题

3.1变电站主接线的设计

3.2监控系统的设计

监控系统主要的作用是用来控制一次设备和二次设备的运行,在变电站二次系统中占据重要位置。通常情况下砸设计监控系统的时候采用的都是分布式结构,也可以实施远程控制开关。

3.3应急系统的设计

应急系统基本上都是以消防系统居多。首先要加强电气设备的日常检修,然后在合适的位置设置消防警报,这样即便是出现突发状况也可以及时发出警报,减少损失。变电站在遇到暴雨、狂风、雷击等恶劣天气的时候很容易出现火灾,因此应急系统的设置在很大程度上保证了变电站运行的安全性。

3.4智能控制系统的设计

智能控制系统的主要作用就是增强电气二次系统的智能化、自动化,能够有效保证变电站实现低成本、高效率的运行。一旦遇到问题,智能控制系统可以根据所收集的数据信息对异常情况做出准确判断,在最短时间制定出优化措施发出命令并严格执行,避免了更大的损失。

3.5直流系统的设计

直流系统在变电站电气二次系统中扮演着重要角色,可以为电力系统自动化运行提供大量的能源支持,保证电气系统可以良好的完成采集数据、设备控制等任务,为设备的正常安全运行提供了有力的技术支持。在变电站电气二次系统中对于断路器的操作主要是通过电动弹簧完成,由于变电站内并无太大的冲击电流,因此为了保证在断电的情况下还能完成两个小时的工作必须要储存电量,将电池的容量设计成300毫安。此外也可以引进智能微机技术,利用其来控制系统开关。

4智能辅助系统功能优化

智能辅助控制系统是智能变电站的非常重要的地方。它的作用就是将变电站内的各个分散的子系统合理地整合在一起,例如照明系统、图像监视系统、火灾报警系统。将这些独立的自动装置整合成一个可以进行对话的智能设备,通过网络、信息技术、信息平台可以做到更好地完成。这样做到了有效实现信息的实时交流,还做到了互相关联,在一定程度上对员工人数的要求大大减少,同时员工的工作量也被大大减少,并且还在很大程度上提高了辅助设施的自动化水平。不过在试验阶段的实际操作过程当中,我们还发现了一些不足的问题,还有很大的改善空间。

5结论

电子式互感器和网络结构在变电站的二次设计中占据非常重大的作用,根据目前的实际情况对电子式互感器和网络结构做到更好的完善和设计就可以节约成本及减少设备的使用,还要关注智能变电站的具体使用情况,以此来得出足够科学化,合理化,经济化的优化设计方案,根据实际情况在最大程度上提高我国电力系统的各项功能并不断地提高和改善。对于提高电力系统的智能,自动化也有着很大的推进左右,为我国电力系统寻找可持续发展的道路提供了极大的帮助。

参考文献

[1]陈德辉,王丰,杨志宏.智能变电站二次系统通用测试平台方案[J].电力系统保护与控制,2016,01:139-143.

[2]吕媛.智能变电站二次系统配置及应用[D].华北电力大学,2016.

[3]夏晓博.智能变电站二次系统的优化设计及应用研究[D].华北电力大学,2016.

[4]张天宇.智能变电站二次系统运行可靠性评估[D].华北电力大学,2016.

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